理论进展：化学史上的重要里程碑

2023-11-24 理论教育版权反馈

【摘要】：鲁宾逊对这一建议作了补充。对这些概念已进行了广泛的详细研究，由于实验和理论的发展提供了与结构有关的原始材料，使得这些概念得到了充实和提高。在有机反应理论的发展中，化学成键观点的发展是特别重要的。而分子轨道理论、π键和共振论的贡献则都具有特别重要的意义。1926年他引入了稳变异构现象的思想，这在他的著名论文《有机反应电子理论原理》中作了充分解释。这个理论由于测量适当分子的键长而得到证实。

大约在1916年G·N·路易斯开始引用电子对表示共价键概念，于是表示原子之间键的横线开始代表电子对。这样路易斯和西奇维克的早期想法很快就扩大到有机化合物的特征上。

因为某些种类的化合物较另一些更活泼，因为某些官能团比另一些更活泼，因为溶剂、试剂和催化剂常常具有反应方向性，所以显而易见，电子对键是造成各种分子内力和分子间力的原因。路易斯认识到了这一点，当时他指出：在H3C∶CH3、H2N∶NH2和Cl∶Cl那样的化合物中，两原子间存在一个共有电子对键，而在许多化合物中，由于存在不相等的共有电子对键而出现永久极化——例如H3C∶NH2、H3C∶OH、H3C∶Cl——产生了偶极矩。

R·鲁宾逊（Robinson，1886～1975年）和C·K·英戈尔德（Ingold，1893～1970年）考察了电子在有机反应中可能起的作用，特别是在电子密度很高和很低的范围内对产生反应中心所起的可能作用。英戈尔德十分注意这个问题并建立了一种现已被广泛采用的分类方法。量子力学也已用来获得电子密度的静态分布、量子态和共振能。这里鲍林起了重要的作用，其他许多人也作出了贡献。自然许多化学家对定量处理的方法表示遗憾，但即使是他们也已经能对极性、电子吸引和相对电负性等的定性概念有所了解了。

英戈尔德采用了诱导效应和互变异构效应的概念，并认识到除了产生电子密度差异的永久效应外，其中每种效应都是因环境影响而起的动力反应。他研究了邻近基团的性质，以便了解它们对永久极化和动力极化（一般是诱导效应[→]）的影响。他同时也评价了双键和三键体系内的互变异构效应[→]），在这些体系中，一个原子由于需要由不饱和中心吸引一个电子或者释放一对电子以便产生一个重键。用这种方法，就可以解释芳香环上羟基和氨基具有邻位和对位定向取代那样一些问题。(www.chuimin.cn)

试剂已按它们的相关特性而作了分类。路易斯酸碱概念已证明在这项工作中是特别有用的。拉普沃思建议根据试剂是否类似于阴离子或阳离子而把它们分类作类阴离子（anionoid）和类阳离子（cationoid）。鲁宾逊对这一建议作了补充。英戈尔德引用了“亲核”试剂或“亲电子”试剂一词，用于那些把电子给予受体原子核或与受体原子核共享电子的试剂。

对这些概念已进行了广泛的详细研究，由于实验和理论的发展提供了与结构有关的原始材料，使得这些概念得到了充实和提高。在有机反应理论的发展中，化学成键观点的发展是特别重要的。而分子轨道理论、π键和共振论的贡献则都具有特别重要的意义。

英国化学家英戈尔德，历任利兹大学有机化学教授（1924～1930年）、伦敦大学化学学院教授（1930～1961年）。由于发表了400篇论文，以及作为经典教科书《有机化学结构和机理》的作者，英戈尔德成为英国化学界的领导人物之一。他的整个工作的目的就是了解有机反应的机制，特别是消去反应和取代反应的动力学。1926年他引入了稳变异构现象的思想，这在他的著名论文《有机反应电子理论原理》中作了充分解释。这类似于鲍林在20世纪30年代提出的共振论概念。它的基本思想是：如果一个分子存在两种电子结构，那么它的标准状态既不是这一个也不是那一个，而是某种“混合式”。这个理论由于测量适当分子的键长而得到证实。

理论进展：化学史上的重要里程碑

相关推荐